《光伏原理及应用》课程标准

《光伏原理及应用》课程标准（试行）一、课程性质本课程是中等职业学校电子电工类太阳能与沼气技术利用专业的一门专业核心课程，是在《电子电工产业概论》《电子技术基础与技能》课程基础上，开设的一门理论与实践相结合的专业课程，其主要任务是让学生掌握光伏发电原理和光伏发电系统电路组成、光伏系统应用等方面的基础知识与基本技能，为后续《光伏发电系统的安装与维护》等课程的学习奠定基础。二、学时与学分90学时，5学分。三、课程设计思路本课程按照立德树人的要求，突出核心素养、必备品格和关键能力，兼顾中高职课程衔接，高度融合新能源行业知识技能的学习与职业精神的培养。1.依据《中等职业学校电子电工类太阳能与沼气技术利用专业指导性人才培养方案》中确定的培养目标、综合素质和职业能力，按照知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度，突出光伏原理分析及应用能力的培养，结合本课程的性质以及职业教育课程教学的最新理念，确定本课程目标。2.根据“中等职业学校电子电工类太阳能与沼气技术利用专业‘工作任务与职业能力’分析表”，依据课程目标和光伏电站运维等职业岗位需求，围绕简单光伏发电电路原理分析、安装、测试和故障排查的关键能力，反映新能源行业发展的新知识、新技术，体现科学性、适用性原则，确定本课程内容。3.按照由简单物理知识到光伏发电原理，由光伏发电各个组成到整个光伏发电系统设计、施工、维护为逻辑顺序设计课程整体结构，将理论和实践有机融合，遵循学生认知规律和职业成长规律，序化教学内容。四、课程目标学生通过本课程学习，掌握光伏发电技术基础知识与基本技能，能进行简单光伏发电电路原理的分析、安装、测试和故障排查，形成良好的职业能力和职业素养。1.掌握光伏发电的基本概念、基本规律，了解其在生产生活中的实际应用。2.会分析光伏发电各个组成部分的原理，能正确选择和使用组件、控制器、逆变器和蓄电池等各大组成部件，能分析简单的光伏发电系统，会设计简单的光伏发电系统。3.能规范使用电工工具、仪器仪表对光伏元件进行简单的测量及运行维护。4.具有独立思考、获取资源、分析并解决常见光伏技术相关问题的能力。5.掌握新能源技术安全操作规范，具有良好的安全意识、环保意识、职业道德和敬业精神。五、课程内容与要求模块教学单元内容及要求参考学时光伏电池发电及其特性认识光伏发电1.了解光伏发电的意义和背景；2.了解光伏发电现状及发展，能复述光伏发电现状及发展18认识太阳辐射1.了解太阳的结构及日地的运动规律；2.了解地球大气层外的太阳辐射及到达地表的太阳辐射；3.了解太阳辐射的测量及中国能源分布，能正确分析中国光伏能源分布认识与应用太阳能电池的工作原理1.知道半导体的物理基础，掌握半导体的特性；2.理解光伏电池的工作原理，掌握光伏电池的工作过程；3.了解光在纯净半导体中被吸收情况分析硅型光伏电池的电特性1.理解光伏发电的等效电路，能进行光伏电池电路测量；2.学会分析光伏发电伏安特性曲线、输出功率曲线、填充因子、曲线因数、及输出效率分析光伏电池的外特性1.理解光谱响应；2.能分析光伏发电的温度特性、光照特性、负载特性；3.了解角度对光伏发电的影响，会根据位置查找光伏方阵倾角认识光伏电池的结构和分类1.理解硅型光伏电池的结构，能分析硅型光伏电池构成；2.了解光伏电池的组态分类、发展进程、发展趋向认识光伏电池生产工艺1.了解硅材料的制备；2.了解光伏电池的生产工艺流程，掌握光伏电池岗位职责认识光伏电池的发展1.了解高效晶体光伏电池，知道光伏电池的发展趋势；2.知道薄膜光伏电池的简单结构和具体过程光伏电池组件、方阵及汇流箱认识光伏电池组件的分类与结构1.了解光伏组件的各种分类方式，能分析光伏组件的作用；2.知道光伏组件的具体结构，能按照规范拆装光伏组件12认识光伏电池组件的封装材料及封装工艺流程1.知道光伏组件的封装材料；2.熟悉光伏电池组件的封装工艺流程，掌握光伏电池组件生产岗位职责认识组件连接与方阵1.能完成光伏电池组件的串联，能测量组件电阻；2.能完成光伏电池组件的并联，能测量组件电阻；3.能进行光伏电池组件的混联，能测量组件电阻；4.学会光伏电池组件防反接；5.掌握热斑效应的由来及防止措施认识组件的安装1.简单了解组件方阵安装选址；2.知道组件方阵的安装角度，能根据位置查找方阵安装角度；3.知道组件的跟踪方式（单轴跟踪、双轴跟踪）认识汇流箱1.理解汇流箱及其作用；2.知道汇流箱内部器件（包括防雷器件）；3.了解汇流箱内部电路，能识读汇流箱电路图光伏控制器认识控制器的基本工作原理1.了解光伏控制器的电路基本结构，能识读汇流箱电路图；2.知道光伏控制器的内部各单元的作用；3.熟悉光伏控制器的基本工作原理，能分析光伏控制器工作过程12认识控制器的分类及各个工作原理1.理解串联型充放电控制器的电路及原理；2.理解并联型充放电控制器的电路及原理；3.知道脉宽调制联型充放电控制器的电路及原理；4.了解智能型控制器；5.熟悉最大功率跟踪型控制器认识光伏控制器及其应用1.了解光伏控制器的主要性能，能识读光伏控制器电路图；2.了解光伏控制器的主要技术参数逆变器认识与分析逆变器的分类、结构及工作原理1.理解逆变器的概念，知道逆变器的分类基本结构，能识读逆变器电路；2.会分析逆变器的基本工作原理12认识单相电压源型逆变器1.了解推挽式逆变电路及原理；2.理解半桥式逆变电路及原理；3.理解全桥式逆变电路及原理认识1.理解三相电压源型逆变器的结构；2.能分析三相电压源型逆变器的原理，能识读三相电压远型逆变器电路图；3.理解三相电流源型逆变器的结构；4.会分析三相电流源型逆变器的原理认识光伏并网逆变器1.知道三相并网光伏逆变器的结构，能识读三相并网光伏逆变器电路；2.熟悉三相并网光伏逆变器的工作过程；3.理解单相并网光伏逆变器的结构，能识读单相并网光伏逆变器电路；4.知道单相并网光伏逆变器的原理认识逆变器及其应用1.了解组串型和集中式逆变器；2.了解逆变器的主要技术参数，能根据规范检测逆变器参数，会逆变器的配置选型；3.理解并网逆变器实际应用电路，能识读并网逆变器应用电路；4.理解并网逆变器的运行控制光伏储能及充放电模式认识光伏储能装置1.了解常见储能形式；2.理解光伏常见储能形式。12认识蓄电池基本概念与特性1.了解蓄电池的基本概念；2.理解蓄电池的主要参数，会测量蓄电池主要参数；3.掌握蓄电池的基本特性认识蓄电池种类及其原理1.了解酸性蓄电池的结构与原理；2.理解碱性蓄电池的结构与原理；3.了解光伏系统中的其他蓄电池，能分析蓄电池的优缺点分析铅酸蓄电池充放电特性1.理解铅酸蓄电池的充放电原理；2.掌握充放电中的电流规律；3.了解充放电中的极化过程分析控制蓄电池的充放电1.掌握蓄电池的充放电控制方法；2.学会充电控制的实现；3.理解蓄电池充电过程中常见的几个问题安装、维护铅酸蓄电池1.会蓄电池的安装及注意事项；2.能按照规范进行蓄电池的维护太阳能光伏系统设计与运维认识光伏系统组成原理及分类1.理解光伏系统的组成；2.能描述和分析光伏系统的工作原理，能识读光伏系统的电路图；3.知道目前光伏系统的分类，能分析各种光伏系统的优缺点16设计光伏系统的软件、硬件1.了解常用光伏系统的几种软件；2.了解光伏系统软件设计过程；3.会进行光伏组件方阵及最佳倾角的设计；4.会进行储能容量的设计及系统容量的设计；5.会进行光伏系统的设备配置选型及防雷接地设计安装调试、运行维护光伏系统1.能完成简单光伏系统的安装与调试；2.知道维护光伏系统的运行的整个过程光伏应用案列认识与应用光伏路灯1.了解光伏路灯发电系统，能识读光伏路灯系统电路图；2.会按照规范进行简单的光伏路灯发电系统的设计安装；3.了解其他典型的光伏路灯8认识交通上的光伏技术1.了解光伏发电在交通上的常用应用形式；2.知道光伏发电在交通上的应用和工作原理认识光伏家用电源系统1.认识小型电子产品中的光伏发电系统；2.了解独立光伏系统，能识读独立光伏系统电路图；3.知道并网发电系统，能识读并网发电系统电路图认识光伏电站1.了解地面集中光伏电站的结构和框架设置；2.知道屋顶光伏电站的概念以及应用前景；3.知道光伏建筑一体BIPV的构架六、实施建议（一）教学建议1.充分挖掘本课程思政元素，积极组织课程思政教育，将立德树人贯穿于课程实施全过程。2.贯彻以学生为中心的教学理念，发挥教师的主导作用，突出学生的主体地位，增强学生的自主学习能力。3.本课程应联系生产生活实际、结合光伏岗位实践，依托典型案例和实际生活体验来组织教学，注重学习方法的引导，激发学生的学习兴趣。4.充分利用信息化教学手段，将电路仿真、微课等现代信息技术和数字化资源应用到教学中，强调课堂教学方式的多样性，化解教学难点，提高教学效率。5.应加强对学生新能源发电基本职业能力的培养，强化案例教学或项目教学，注重以任务引领型案例或项目活动诱发学生兴趣，使学生在案例分析或项目活动中了解光伏原理及应用相关知识与技能。6.将新能源发电规范要求与用电规范意识、安全意识、质量意识、环保意识、职业道德和敬业精神融入教学活动中，促进学生职业素养的养成。（二）评价建议1.根据教学需要，结合教学实际，以实训步骤和操作要求为依据，贴近新能源类技能鉴定标准，关注操作过程的技术规范，重视安全文明生产等职业素质的形成，科学、合理地编制操作技能评价表，分阶段、分模块进行考核评价。课程成绩可由学生的学习常规、课堂表现、平时作业、期中考试、期末考试等按一定比例进行综合评价。2.评价应尽可能与新能源类企业技术标准和国家职业技能鉴定标准相结合，除了关注理论性技术规范外，还要重视安全文明生产等职业素质的形成。3.评价结果要及时、客观地向学生反馈，指出需要改进的方面，探索改进的途径和方法，调动学生的学习积极性。教师对学生的创新思维与实践要充分肯定。（三）教材编写和选用建议1.教材选用和编写必须依据本标准。2.应反映当前职业学校课程改革的成果，体现能力本位的理念，突出关键能力的培养和职业素养的养成。3.要体现多元化教学的要求，从电子电工类岗位群的通用需求分析入手，结合新技术的应用，精选企业的典型案例，有效组织教学内容。4.教材表现形式做到图文并茂、形象生动，教学内容应以项目式为主，有利于提高学生学习兴趣，教材配套资料应该与信息化教学资源建设相互补充，充分满足教学需要。（四）课程资源开发与利用建议1.重视实际案例的收集、整理，合理规划新能源发电系统仿真场所，配齐必备的教学设备和模型，建设新能源发电仿真系统。2.